CN216129685U - 一种防漏型稀土电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防漏型稀土电解槽，包括槽体外壳、槽体外壳内嵌套设置有槽体内壳，槽体外壳和槽体内壳之间设置有耐火砖层和水管，通过电解槽设置的耐火砖层和水管配合使用，由于水的比热能是各种物质中最高的，水可以导热也可以散热，当电解槽内部的热量传递到耐火砖层时，耐火砖层将热量传到水管内对石墨槽内部的稀土溶液进行保温，利用水冷方式，电解槽内部的热量进行恒温，对内部稀土溶液的温度进行控制，防止电解槽内部的沸点沸腾，避免稀土电解溶液溢出外面，其次通过槽体外壳和耐火砖层、槽体内壳、防渗层、石墨槽层层包裹起来，使其形成一体，提高电解槽防漏能力强，解决了稀土石墨槽渗漏问题，进一步提高稀土电解槽的使用寿命。

Description

一种防漏型稀土电解槽

技术领域

本实用新型涉及稀土合成技术领域，具体为一种防漏型稀土电解槽。

背景技术

电解槽是由槽体、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。

目前，熔盐电解法制取稀土及稀土合金，主要设备为稀土电解槽，近年来，我国稀土熔盐电解工艺技术取得了长足进步，但稀土电解槽的使用寿命仍然很短，其原因除了高温熔盐具有很强的腐蚀性外，还跟槽体结构以及筑炉工艺有密切关系，目前，国内规模在万安培以下的稀土熔盐电解槽，其槽体结构主要是由石墨电极加工制成石墨坩埚，外部用石墨粉层、钢套和保温层，层层包裹构成，这种筑炉法比较简单且成本较低，但经一段时间使用后，易发生熔盐渗漏，导致炉体报废，电解槽使用寿命短，一般只有三个月左右，导致生产成本居高不下。

关于防漏型稀土电解槽，经检索发现，有一篇专利号为 CN201520485282.9一种防漏的稀土金属电解槽装置，该种防漏的稀土金属电解槽装置的电解槽具有更好的保温效果，防止热能散失，同时，有效的解决了稀土电解槽熔盐渗漏问题，大大提高了稀土电解槽的使用寿命；隔绝了熔盐蒸汽和烟气与炉体的接触，保护炉体结构不被腐蚀破坏。

其中，不足点如下，

1、因为该装置的石墨槽口在电解过程中内部的稀土电解溶液在高温燃烧时，石墨槽内部的稀土电解溶液会进行沸腾，将稀土电解溶液溢出外面，从而严重影响电解槽的使用寿命。

2、由于该装置两侧设置的冷却水通道，冷却水通道受到炉台高温影响容易渗水进入电解槽内，冷水与高温的电解槽接触产生热胀冷缩，长期使用会对石墨坩埚和电解槽产生损坏，影响电解槽的使用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种防漏型稀土电解槽，为了解决上述背景技术中出现的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种防漏型稀土电解槽，包括槽体外壳，所述槽体外壳顶端中部放置有挡板，所述槽体外壳内嵌套设置有槽体内壳，所述槽体外壳和槽体内壳之间设置有耐火砖层和水管，所述槽体内壳内嵌套设置有石墨槽，所述槽体内壳和石墨槽之间设有防渗层，所述石墨槽内壁底端嵌套设置有坩埚，所述槽体外壳上端口设置有活动板，所述活动板内部开设有通孔，所述石墨槽两侧内部设置有两组平行分布的磁块，两组所述磁块中部嵌套设置有连杆，所述连杆通过磁块与石墨槽和阳极板固定连接。

进一步地，所述槽体外壳和槽体内壳均设置呈圆桶状且均采用实心钢材材质。

进一步地，所述水管位于耐火砖层的内壁且水管沿槽体内壳外壁贴合分布，所述槽体外壳和耐火砖层两侧内壁上端均贯插有两个平行分布的注水管。

进一步地，所述坩埚中部垂直插入有阴极棒，所述阴极棒与挡板垂直分布，所述挡板垂直于槽体外壳中部。

进一步地，所述坩埚外壁均环绕插入设置有两组相互交错且等距分布的阳极板，所述阳极板设置呈圆弧状。

进一步地，所述连杆与石墨槽平行分布且连杆与石墨槽宽度相距 10cm。

进一步地，两个所述注水管与水管相互贯通连接，两个所述注水管和水管设置呈L形状。

本实用新型提供了一种防漏型稀土电解槽，具备以下有益效果：

(1)该一种防漏型稀土电解槽，通过电解槽设置的耐火砖层和水管配合使用，由于水的比热能是各种物质中最高的，当水升高或降低时需要吸收或散发热量也是最高的，水可以导热也可以散热，当电解槽内部的热量传递到耐火砖层时，耐火砖层将热量传到水管内对石墨槽内部的稀土溶液进行保温的同时，利用水冷方式，使其水管配合电解槽内部的热量进行恒温，对内部稀土溶液的温度进行控制，防止电解槽内部的沸腾，避免稀土电解溶液溢出外面，其次通过槽体外壳和耐火砖层、槽体内壳、防渗层、石墨槽层层包裹起来，使其形成一体，提高电解槽防漏能力强，有效的解决了稀土石墨槽渗漏问题，进一步提高稀土电解槽的使用寿命。

(2)该一种防漏型稀土电解槽，通过槽体外壳、连杆、磁块、挡板、通孔、活动板的配合使用下，当电解槽在使用中，由于稀土电解溶液溢在电解时容易产生沸腾，导致电解槽内部的电解溶液溢出来，通过将挡板放置到电解槽中部时，使其电解溶液在沸腾时，不会溢出来，由于电解溶液是沸腾时产生的气泡，使气液两边的体积增大，超过电解槽，电解溶液不会溢出，实际上是气泡破裂的过程，消沸的条件是：表面张力，由液体的组成和温度决定的合力超过了气泡，挡板和电解槽交界局部曲半径较小，增加了内外压力差，气泡无法承受压力差，使其减少电解槽内部电解溶液的沸腾，当电解槽在使用中或使用完成后，通过两侧活动板与槽体内壳和石墨槽进行闭合，使其石墨槽和电解槽与空气进行隔绝，避免石墨槽和电解槽长期暴露在空气中，进而提高电解槽和石墨槽内部不被氧化腐蚀破坏，提高电解槽整体内部设计结构和能耗降低。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型整体结构俯视示意图。

图3为本实用新型A处放大示意图。

图中：1、槽体外壳；2、通孔；3、磁块；4、连杆；5、活动板； 6、挡板；7、阴极棒；8、耐火砖层；9、水管；10、槽体内壳；11、防渗层；12、石墨槽；13、注水管；14、坩埚；15、阳极板。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种防漏型稀土电解槽，包括槽体外壳1，槽体外壳1顶端中部放置有挡板6，槽体外壳1内嵌套设置有槽体内壳10，槽体外壳1和槽体内壳10之间设置有耐火砖层8和水管9，槽体内壳10内嵌套设置有石墨槽12，槽体内壳10和石墨槽12之间设有防渗层11，石墨槽12内壁底端嵌套设置有坩埚14，槽体外壳1上端口设置有活动板5，活动板5内部开设有通孔2，石墨槽12两侧内部设置有两组平行分布的磁块3，两组磁块3中部嵌套设置有连杆4，连杆4通过磁块3与石墨槽12和阳极板15固定连接。

其中，槽体外壳1和槽体内壳10均设置呈圆桶状且均采用实心钢材材质，通过槽体外壳1和槽体内壳10使用，使其耐火砖层8、防渗层11、石墨槽12共同对电解槽外周进行密封，避免了电解槽和石墨槽12与稀土电解生成的强腐蚀性气体接触，防止炉体结构受到腐蚀破坏。

其中，坩埚14中部垂直插入有阴极棒7，阴极棒7与挡板6垂直分布，挡板6垂直于槽体外壳1中部，通过挡板6配合槽体外壳1 使用，使其挡板6和电解槽交界局部曲半径较小，增加了内外压力差，气泡无法承受压力差，使其减少电解槽内部电解溶液的沸腾。

其中，坩埚14中部垂直插入有阴极棒7，阴极棒7的顶端垂直穿过防氧化层5和密封层6的顶端延伸插接至槽孔3内部，通过阴极棒7配合防氧化层5和密封层6使用，使其防氧化层5和密封层6将槽体外壳1的端口进行密封，使其石墨槽12和电解槽与空气进行隔绝，避免石墨槽12和电解槽长期暴露在空气中。

其中，坩埚14外壁均环绕插入设置有两组相互交错且等距分布的阳极板15，阳极板15设置呈圆弧状，通过阳极板15配合阴极棒7 使用，使其阳板板15对阴极棒7进行包围，提高电流效率，减少能量消耗。

其中，连杆4与石墨槽12平行分布且连杆4与石墨槽12宽度相距10cm，防止电解槽内部的沸点沸腾，避免稀土电解溶液溢出外面，

其中，两个注水管13与水管9相互贯通连接，两个注水管13和水管9设置呈L形状，通过注水管13配合水管9使用，使其电解槽内部的热量传递到耐火砖层8时，耐火砖层8将热量传到水管9内对电解槽内部的稀土溶液进行保温，减少电解槽内热量散失，减少环境温度变化对电解过程的影响。

工作原理，首先槽体外壳1和槽体内壳10均设置为圆桶状，同时水管9内对石墨槽12内部的稀土溶液进行保温的同时，利用水冷方式，使其水管9电解槽内部的热量进行恒温，对内部稀土溶液的温度进行控制，防止电解槽内部的沸点沸腾，避免稀土电解溶液溢出外面，减少环境温度变化对电解过程的影响，当石墨槽12发生渗漏现象时，高温稀土溶液渗透过石墨槽12，通过耐火砖层8、槽体内壳 10、防渗层11、石墨槽12，层层包裹起来，使其形成一体，共同对电解槽外周进行密封，避免了电解槽与稀土电解生成的强腐蚀性气体接触，防止电解槽结构受到腐蚀破坏，其次，当高温稀土溶液渗透过石墨槽12遇到防渗层11，会被防渗层11进行有效阻挡能阻碍高温稀土溶液的继续渗透，保护电解槽外层结构不被破坏，延长了电解槽的使用寿命，同时，电解槽在使用中，由于稀土电解溶液溢在电解时容易产生沸腾，导致电解槽内部的电解溶液溢出来，通过将挡板6放置到电解槽中部时，使其电解溶液在沸腾时，不会溢出来，由于电解溶液是沸腾时产生的气泡，使气液两边的体积增大，超过电解槽，电解溶液不会溢出，实际上是气泡破裂的过程，消沸的条件是：表面张力(由液体的组成和温度决定)的合力超过了气泡，挡板6和电解槽交界局部曲半径较小，增加了内外压力差，气泡无法承受压力差，使其减少电解槽内部电解溶液的沸腾，当电解槽在使用中或使用完成后，通过两侧活动板与槽体内壳和石墨槽进行闭合，有效地对电解槽进行防漏。

Claims (7)

1.一种防漏型稀土电解槽，包括槽体外壳(1)，其特征在于：所述槽体外壳(1)顶端中部放置有挡板(6)，所述槽体外壳(1)内嵌套设置有槽体内壳(10)，所述槽体外壳(1)和槽体内壳(10)之间设置有耐火砖层(8)和水管(9)，所述槽体内壳(10)内嵌套设置有石墨槽(12)，所述槽体内壳(10)和石墨槽(12)之间设有防渗层(11)，所述石墨槽(12)内壁底端嵌套设置有坩埚(14)，所述槽体外壳(1)上端口设置有活动板(5)，所述活动板(5)内部开设有通孔(2)，所述石墨槽(12)两侧内部设置有两组平行分布的磁块(3)，两组所述磁块(3)中部嵌套设置有连杆(4)，所述连杆(4)通过磁块(3)与石墨槽(12)和阳极板(15)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种防漏型稀土电解槽，其特征在于：所述槽体外壳(1)和槽体内壳(10)均设置呈圆桶状且均采用实心钢材材质。

3.根据权利要求1所述的一种防漏型稀土电解槽，其特征在于：所述水管(9)位于耐火砖层(8)的内壁且水管(9)沿槽体内壳(10)外壁贴合分布，所述槽体外壳(1)和耐火砖层(8)两侧内壁上端均贯插有两个平行分布的注水管(13)。

4.根据权利要求1所述的一种防漏型稀土电解槽，其特征在于：所述坩埚(14)中部垂直插入有阴极棒(7)，所述阴极棒(7)与挡板(6)垂直分布，所述挡板(6)垂直于槽体外壳(1)中部。

5.根据权利要求1所述的一种防漏型稀土电解槽，其特征在于：所述坩埚(14)外壁均环绕插入设置有两组相互交错且等距分布的阳极板(15)，所述阳极板(15)设置呈圆弧状。

6.根据权利要求1所述的一种防漏型稀土电解槽，其特征在于：所述连杆(4)与石墨槽(12)平行分布且连杆(4)与石墨槽(12)宽度相距10cm。

7.根据权利要求3所述的一种防漏型稀土电解槽，其特征在于：两个所述注水管(13)与水管(9)相互贯通连接，两个所述注水管(13)和水管(9)设置呈L形状。

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